化学反应工程试题及答案

时间：2024-09-21 11:30:48 偲颖期末试题我要投稿

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化学反应工程试题及答案

　　在学习、工作中，我们或多或少都会接触到试题，试题是考核某种技能水平的标准。你所了解的试题是什么样的呢？以下是小编精心整理的化学反应工程试题及答案，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

化学反应工程试题及答案

　　试题及答案1：

　　一、选择题(每题2分，共10分)

　　1、可逆放热反应，在转化率一定时，反应速率随温度升高而

　　A、降低 B、升高 C、A、B均可能 D、同可逆吸热反应 2、对于A → P (主)， A → B(副)的平行反应，若反应级数α主>α副，在相同的操作条件和反应时间下，下列各种反应器所得转化率判断中正确的是 A、CSTR>PFR B、CSTR

　　C、PFR<间歇反应器 pfr="">多级CSTR串联 3、平推流反应器的Pe、N、σθ2值分别为

　　A、0、0、1 B、∞、0、0 C、0、∞、0 D、∞、∞、0

　　4、对于转化率与反应速率存在极大值的动力学关系，采用下列何种型式的反应器可能使得所需反应体积最小

　　A、PFR B、PFR后串接一个CSTR C、CSTR D、CSTR后串接一个PFR

　　5、在相同反应体积时，保持其它操作条件亦相同，对于正常动力学，则：

　　A、(XA)PFR>(XA)两个CSTR串联>(XA)单个CSTR B、(XA)单个CSTR> (XA)两个CSTR串联>(XA)PFR C、(XA)PFR>(XA)单个CSTR>(XA)两个CSTR串联 D、(XA)PFR =(XA)单个CSTR =(XA)两个CSTR串联

　　本题答案

　　1、C， 2、A ， 3、D ， 4、D ， 5、A

　　二、讨论题(10分)

　　一间歇釜式反应器中进行一级不可逆反应，在相同的操作时间下采用大釜比用小釜所达到的转化率要高。这种说法是否正确?

　　答：这种说法不正确。 4分要点：由于操作时间相同，由t=1/kln(1/(1-xA))(一级反应)知，反应的转化率与反应器的体积无关，只与反应时间有关。 6分

　　三、计算题

　　1、有一级不可逆反应A → P，在85℃时反应速率常数为3、45×10-2 min-1，若日产400Kg的产品P,A和P的密度均为1、25Kg/l,今拟在一容积为10m3的间歇釜式反应器中进行，若辅助操作时间为0、5 h,最终转化率为95%，求:①每批操作所需反应时间?②若装填系数为0、75，求反应器的体积?(20分) 解： ① t=CA0 =

　　dXAdXA11

　　CA0lnrAkCA0(1XA)k1XA

　　XAf

　　ln() 2

　　10、953、4510

　　=86、8 min =1、45 h (10分) ② 每批产量：400×24/(t0+t)=400×24/(0、5 + 1、45)= 4923 Kg

　　每批物料的投放量：

　　Q0= 4923/1、25/95%=4146 l =4、146 m3

　　反应器的实际体积VR= 4、146/0、75 = 5、528m3 (10分) 2、某二级液相反应A + B C ，CA0=CB0 =1、0 mol/m3 ，rA= 1、0×10-2CACB(mol/m3、s)采用两釜串联操作，VR1=VR2 =2 m3 ，Q0=0、01 m3/S，求最终的转化率。解：

　　VR1= Q0 CA0 (XA1-XA0 ) = Q0 CA0 XA1 rA1 k CA0 (1-XA1) 因为: CA0= CB0, vA =vB

　　代入已知数据得：XA1=0、5 (10分) 同理：

　　VR2= Q0 CA0 (XA2-XA1 ) = Q0 CA0 (XA2-0、5) rA1 k CA0 (1-XA2)

　　解得：XA2=0、634 (10分)

　　3、有如下平行反应

　　A + B → P (主反应) A + B → S (副反应)

　　其动力学方程为：rP=k1CACB0、3，rS=k2CA0、5CB1、8(mol/m3、s)，已知：k1=k2=1，A和B两种物料的初浓度：CA0=CB0=1、0mol/l，分别从反应器进口等流量加入，反应转化率为0、9。

　　①写出瞬时选择性与组分A的转化率关系表达式 ②计算在平推流反应器中的总选择性 ③计算在全混流反应器中的总选择性

　　④如采用平推流反应器，为提高选择性应采取怎样的加料方式。(20分) 解：

　　四、推导题(10分)

　　对气-固催化反应A + B = C，其可能的反应机理如下： A + σ

　　Aσ B + σBσ

　　Aσ+ BCσ (控制步骤) Cσσ

　　试导出其速率方程表达式。

　　解：因为第三步为控制步骤，所以其它各反应均达到平衡状态。

　　则 r=ks、θA、PB、– ks’θC 4分

　　因为1，2，4步达到平衡，所以有θA、= KA、PAθv θB、= KB、PBθv θC、= KC、PCθv

　　又：θA +θb+θv+θc =1

　　解得θA=KAPA/(1+ KAPA + KBPB + KCPC)

　　θC=KCPC/(1+ KAPA + KBPB + KCPC) 4分将之代入前面方程得

　　r= K1PAPB-K2PC 1+ KAPA + KBPB + KCPC

　　其中： K1=KS KA K2=KS’KC 2分

　　试题及答案2：

　　题目：全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间

　　相同。正确答案：错

　　题目：化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有(釜式)反应器和(管式)反应器。、(搅拌器)、(密封装置)和(换热装置)等。题目：釜式反应器的基本结构主要包括反应器(壳体)

　　题目：手孔或人孔的安设是为了检查(内部空间)以及安装和拆卸设备(内部构件)。

　　题目：釜式反应器中夹套式换热器适用于传热面积(较小)，传热介质压力(较低)的情况。题目：基元反应的级数即为化学反应式的(计量系数)，对非基元反应的级数通过(实验)确定。题目：反应物能同时分别进行两个或多个独立的反应，称(平行反应)。当初始反应物所生成的产物能进一步反应生成次级产物时，称(连串反应)。

　　题目：单一反应利用(转化率)可以确定反应物转化量与产物生成量之间的关系。

　　题目：间歇反应，只要CAO相同，无论处理量多少，达一定(转化率)每批所需的(反应时间)相同。，平推流反应器题目：对同一反应在相同条件下，达到相同转化率，全混釜反应器所需有效体积(最大)，多釜串联全混釜所需有效体积(介于其间)。所需有效体积(最小)1akt)题目：一级不可逆反应，其反应速率方程为(-rA=kCA),反应时间与转化率的关系为(ln(。题目：复合反应动力学为由两个以上(化学反应计量式)或(动力学方程式)表示的化学反应过程。

　　题目：间歇釜式反应器有效体积不但与(反应时间)有关，还与(非生产时间)有关。

　　题目：平推流反应器实际体积与有效体积(相同)。推流反应器串联，总有效体积等于(各串联反应器有效题目：单个反应器串联操作能够提高反应(深度)，全混釜反应器串联釜数越多，反应器内CA变化越接近(平推流反应器)。体积之和)

　　题目：反应器型式和操作方法的选择，一是(生产能力)的比较;二是反应(选择性)的比较。(复合反应) 要重点进行选择性的比较。

　　题目：相同条件下，用全混流反应器和平推流反应器处理物料，(平推流反应器)所需有效容积小。

　　题目：对于恒容过程，影响容积效率的因素为(反应级数)、(转化率)。

　　题目：对于恒容过程二级不可逆反应，容积效率和转化率的关系式为(21xA)

　　题目：反应级数越高，容积效率(越低);转化率越高，容积效率(越低)。

　　题目：平行反应，提高CA，有利于级数(高)的反应。选择(平推流)反应器最优。题目：热稳定性是指反应器本身对(热扰动)具有自行恢复平衡的能力。题目：实际反应器：物料流动存在一定程度的返混，反应物浓度(降低)，反应速度(降低)，使反应器容积(增大)。题目：非理想流动，各流体微元在反应器内(停留时间)不同。返混越严重，流体微元间停留时间差别(越大)。题目：反应温度恒定时，在反应物料为气相时主要通过(催化剂)和(反应物料)的加料量来控制反应压力。

　　题目：化学反应工程是一门以化学(热力)学和化学(动力)学为基础、研究化学反应工程问题的学科。题目：(传递)过程与反应(动力学)是构成化学反应工程最基本的两个方面。前者属于外因，后者属于内因。

　　题目：化学反应过程按反应特征分类可分为(简单)反应和(复杂)反应，按热力学分类分类可分为(可逆)反应和(不可逆)反应。

　　题目：理想流动模型是指(平推流)模型和(全混流)模型。

　　试题及答案3：

　　一、选择题（本题包括8小题，每小题只一个选项符合是题意，每小题3分，共24分）

　　1、下列变化不属于化学变化的是

　　A、粮食酿酒 B、盐酸除锈 C、冰雪融化 D、蜡烛燃烧

　　2、下列说法正确的是

　　A、墙内开花墙外香说明分子在不断运动

　　B、空气是由空气分子构成的

　　C、含有氧元素的化合物都是氧化物

　　D、不同元素最本质的区别是中子数不同

　　3、下列做法不正确的是

　　A、食用霉变的花生

　　B、合理摄入人体必需元素

　　C、使用可降解的塑料餐盒

　　D、用灼烧法鉴别合成纤维和羊毛纤维

　　4、生活中处处有化学。下列说法正确的是

　　A、纸张不可焕燃 B、乙醇汽油属于混合物

　　C、活性炭可将硬水软化 D、可用打火机检查天然气是否泄漏

　　5、某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：X+2O2＝＝CO2+2H2O，下列关于X的说法正确的是

　　A、X由碳、氢、氧三种元素组成 B、X的相对分子质量为10

　　C、C中碳、氢元素的质量比为1：4 D、X属于有机化合物

　　6、以下装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内压强精确地记录并保存下来。用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强－时间（该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压，P、P/分别是反应结束时恢复到室温时集气瓶内的气压）

　　下列说法正确的是

　　A、燃烧匙内所装红磷和木炭的多少对实验结果无影响

　　B、反应开始时集气瓶中压强瞬间变大是由燃烧放热造成的

　　C、P＝0.79 P0，P/＝P0是因为红磷的着火点比木炭低

　　D、由可推出空气中氧气的含量

　　7、甲、乙、丙、丁均为初中化学常见物质，它们之间的部分转化关系。下列说法正确的是

　　A、如果丙是碳酸钠，乙是氢氧化钠，则甲是硝酸钠

　　B、若甲、乙、丁都是氧化物，则丙一定是碳酸钙

　　C、甲、乙、丙、丁之间的转化可以全部通过复分解反应实现

　　D、若甲、乙、丙、丁均含有同一种元素，且乙可用来灭火，则丙一定是单质碳

　　8、某粗盐样品除含有不溶性固体杂质我外，还含有少量的氯化镁、氯化钙，硫酸钠，某化学兴趣小组开展如下探究活动：

　　探究一：除去粗盐中不溶性杂质

　　探究二：从滤液1中提取氯化钠固体（该探究中，微溶物不沉淀）

　　关于以上探究活动，有下列说法：

　　①试剂甲是碳酸钠溶液，试剂乙是氯化钡溶液

　　②滤液1中的溶质一定有氯化钠，可能有氯化钙

　　③若向探究二所得的白色滤渣中加入过量的稀盐酸，滤渣不溶解

　　④往滤液4中加适量试剂丙时有中和反应发生

　　以上说法中正确的是

　　A、①③ B、①④ C、②③ D、②④

　　二、非选择题（本题包括5小题，共26分）

　　28、（4分）氧元素的结构。

　　⑴该元素的原子核内质子数为；在化学反应中该原子

　　容易电子（填“得到”或“失去”）

　　⑵由该元素组成的一种气体单质能供给呼吸，写出实验室制取该气体的一个化学方程式。

　　29、（4分）t1℃时，将等质量的硝酸钾和氯化钾分别加入到各盛有100g水两个烧杯中，充分搅拌后现象，硝酸钾和氯化钾的溶解度曲线。

　　⑴烧杯②中的上层清液是否达到饱和状态？（填“是”、“否”或“无法判断”）；⑵烧杯①中溶解的溶质是（写名称或化学式）；

　　⑶将t1℃时50g硝酸钾的饱和溶液稀释成10%的溶液，需加水 g；

　　⑷关于中烧杯内的物质，下列说法正确的是。

　　A、烧杯①内溶液中溶质的质量分数＞烧杯②内上层清液中溶质的质量分数

　　B、蒸发一定量的水，两烧杯中都一定有固体析出

　　C、将两个烧杯中的溶液混合，充分搅拌后，烧杯中一定还有剩余的固体

　　D、将温度升高到t2℃，两烧杯内溶液中溶质的质量分数相等（不考虑水的蒸发）

　　30、（6分）一包固体含有镁粉、碳粉、氧化铜、氢氧化钠、氯化钾中的一种或几种。为探究固体的组成，某化学兴趣小组进行了如下所示实验：

　　请回答下列问题：

　　⑴该实验中生成白色滤渣乙的化学方程式为；

　　⑵原固体中一定不含有的物质是（写名称或化学式均可，下同），证据是；

　　⑶原固体中一定含有的物质是；

　　⑷实验结束后，该兴趣小组将滤液C和滤液D都倒入到废液缸，有白色沉淀生成，上层清液E为蓝色，经检验E中不含氯离子，则E中一定含有的溶质是。

　　31、（6分）已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下，受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳；在空气中加热则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用的装置模拟炼铁过程，并测定某样品中碳酸亚铁的含量（该装置气密性良好，B中氢氧化钠溶液足量），实验过程中，先打开K通入一氧化碳再加热；装置A中固体质量不再减少后，停止加热，待装置A冷却到室温后关闭K。实验测得装置A中固体减少了a g，装置B中液体质量增加了b g。

　　回答下列问题：

　　⑴仪器①的名称是；

　　⑵写出装置A中发生的一个反应的化学方程式；

　　⑶能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是：装置B中质量增加且；

　　⑷若生成的二氧化碳全部被装置B吸收，不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应，则a b（填“﹥”“﹦”或“﹤”）；

　　⑸D处为收集尾气的装置，应选择装置（填“甲”“乙”或“丙”）。

　　32、（6分）某化学兴趣小组对胃药“碳酸氢钠片”进行了探究，具体做法如下：

　　Ⅰ、取一片胃药研碎，加水完全溶解得100g溶液；

　　Ⅱ、配制100g 0.365%的稀盐酸作为模拟胃酸；

　　Ⅲ、取上述一种溶液20g于锥形瓶中，再将另一种溶液逐滴加入锥形瓶内，反应后溶液的pH变化情况。

　　请回答下列问题

　　⑴碳酸氢钠属于（填“酸”“碱”或“盐”）；